Exposição a metais pesados no ambiente de trabalho: estabelecimento de bioindicadores de exposição a poluentes

Tese de mestrado. Biologia (Biologia Humana e Ambiente). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2010A exposição ambiental a poluentes, e em particular a exposição ocupacional, reveste-se de enorme importância dada a forte associação entre a exposição e os efeitos adversos na saúde humana sendo por isso um problema relevante em Saúde Pública. Apesar da diversidade de matrizes biológicas possíveis de serem utilizadas na biomonitorização de agentes tóxicos, não existe até hoje uma matriz em que se possa estudar directamente a exposição por inalação. Assim, o EBC surge como uma matriz promissora e não invasiva na avaliação da exposição a poluentes. Pretendeu-se avaliar a qualidade do EBC como bioindicador de exposição a metais no ambiente de trabalho. Com este objectivo foi estudado um grupo de trabalhadores de uma fábrica de produção de baterias exposto a Pb e outros metais e um grupo de trabalhadores de escritório, que constituiu o grupo controlo. Foi utilizada a técnica de ICP-MS para determinação das concentrações elementares no EBC e as técnicas nucleares de INAA e PIXE para quantificação das concentrações elementares em particulado em suspensão no ar. A caracterização das partículas foi efectuada para duas granulometrias de particulado (PM2.5 e PM2.5-10). Foi ainda inspeccionada a presença de partículas atmosféricas no EBC por microscopia nuclear. Para o grupo dos trabalhadores obtiveram-se concentrações elevadas de alguns elementos como o K, Ni, Cu, Zn e Pb no EBC. Verificou-se ainda a tendência para o aumento dos níveis de K, Ni e Pb ao longo da semana de trabalho embora as diferenças apenas fossem significativas para o K. As concentrações de Mn, Cu e Zn diminuíram no final da semana de trabalho o que poderá reflectir uma resposta fisiológica ao stress oxidativo provocado pelos metais inalados, mobilizando estes elementos essenciais para a activação de proteínas antioxidantes ou promovendo a sua retenção por aumento da expressão de metalotioneínas. A análise de EBC por microssonda nuclear permitiu visualizar partículas de 5 a 10 μm nas amostras de EBC que se associavam a Pb e outros metais assim como a associação de elementos como o Zn à matriz do EBC ou uma fracção fina de particulado, o que é consistente com os resultados obtidos na caracterização do ambiente da fábrica. Verificou-se a associação de Cu, Zn e Sb à fracção de particulado mais fino PM2,5, enquanto elementos como o Ni e Pb se associaram à fracção PM2,5-10. Embora as concentrações elementares medidas na fábrica fossem elevadas relativamente ao ambiente de escritório, todos os valores estavam dentro dos valores limite estabelecidos na Norma NP 1796. Este trabalho possibilitou a optimização das metodologias de análise e contribuiu para o estabelecimento do EBC como biomonitor de agentes tóxicos em exposição ocupacional.The exposition to environmental pollutants specially in the case of occupational exposure are of great interest due to the strong connection between time of exposure and adverse health effects in humans, becoming a relevant problem of public health. Despite the diversity of the biological matrices used, we still miss one that enables the direct study of the exposition trough inhalation. In this scope, the EBC appears as a promising matrix, non-invasive in the assessment of exposure to pollutants. We sought to assess the quality of the EBC as bioindicator of metal exposure in the workplace. With this objective it was studied a group of workers from a battery’s industry and a group of office workers, who constituted the control group. We used the technique of ICP-MS for determination of elemental concentrations in EBC and nuclear techniques of INAA and PIXE for quantification of elemental concentrations in suspended particulate in the air. The characterization of particles was performed for two particle sizes of particulate matter (PM2.5 e PM2.5-10). I was also inspected the presence of atmospheric particles in EBC by nuclear microscopy. For the group of workers were obtained high concentrations of some elements such as K, Ni, Cu, Zn and Pb in the EBC. There was also a trend towards increased levels of K, Ni and Pb along the working week although the differences were significant only for K. The concentrations of Mn, Cu and Zn decreased at the end of the work week which may reflect a physiological response to oxidative stress caused by metal inhalation, mobilizing these essential elements for the activation of antioxidant proteins or promoting their retention by increasing metallothioneins expression. The analysis of EBC by nuclear microprobe allowed visualization of particles from 5 to 10 μm in EBC samples that were associated with Pb and other metals as well as the combination of elements such as Zn to EBC or an array of fine particulate fraction, which is consistent with the results obtained in the characterization of the factory environment. There was an association of Cu, Zn and Sb to the proportion of finer particles PM2,5, while elements like Ni and Pb were associated with installment PM2 0.5 to 10. Although the elemental concentrations measured in the factory were high for the office environment, all values were within the limit values in NP 1796 This work enabled the optimization of analytical methodology and contributed to the establishment of the EBC as biomonitor for occupational exposure to toxic agents